固体推进剂用含能黏合剂体系研究进展

黏合剂含能化是近年来推进剂研究的热点之一,对叠氮基黏合剂和硝酸酯增塑聚醚黏合剂体系的制备、燃烧性能和能量性能进行了简要总结,并对今后黏合剂的发展做了展望。     

三氢化铝在固体推进剂中的能量性能理论研究

通过对三氢化铝应用于固体推进剂中的能量性能进行理论计算,得到了不同配方的三氢化铝推进剂的燃烧室平衡温度、比冲、特征速度、等压比热容等计算结果。分析结果表明,在固体推进剂中将金属铝替换为三氢化铝后,可以降低燃烧室的平衡温度和燃烧产物的凝聚相质量分数,增加燃烧产物的等压比热容和等容比热容,提高燃料的特征速度和比冲。     

AlH_3固体推进剂能量性能的理论研究

根据最小自由能原理,利用ramj能量计算软件研究了AlH_3对Al相对含量、CL–20(六硝基六氮杂异伍兹烷)对AP(高氯酸铵)相对含量和黏合剂体系增塑比等因素对AlH_3固体推进剂能量性能的影响规律。结果表明:当推进剂其他组分含量一定时,随AlH_3对Al相对含量的提高,推进剂的氧系数、理论比冲升高,但密度、燃温和燃气平均相对分子质量降低;随CL–20对AP相对含量的增加,推进剂的密度和理论比冲升高,但氧系数和燃气平均相对分子质量降低,燃温先升高后降低;随黏合剂体系增塑比的提高,推进剂的氧系数、密度、理论比冲、燃温和燃气平均相对分子质量均增加。在上述影响规律的基础上,通过系统计算,发现当推进剂配方的w(含能固体)为72%,黏合剂体系增塑比为2.8,推进剂理论比冲≥2 744 N·s/kg时,推进剂的密度随w(Al+AlH_3)的增加先增加后降低,并在w(Al+AlH_3)为19%时达到最大值1.759 g/cm~3。此外,提高配方含能固体含量或提高黏合剂体系增塑比可进一步提高推进剂的最大密度。     

BAMO-AMMO黏合剂相对分子质量对推进剂力学性能的影响

ETPE(含能热塑性弹性体)具有力学性能好、能量大和不敏感等特性,因而已成为近年来国内外推进剂用黏合剂的理想基体。以BAMO-AMMO(3,3-二叠氮甲基氧杂环丁烷/3-甲基-3-叠氮甲基氧杂环丁烷嵌段共聚物)作为ETPE,制备了固体推进剂用黏合剂,并着重探讨了BAMO-AMMO黏合剂的Mr(相对分子质量)对推进剂力学性能、动态力学性能和微观结构等影响。研究结果表明:随着黏合剂Mr的增加,推进剂的高温拉伸强度、低温断裂伸长率、储能模量和弹性等均随之增大,而Tg(玻璃化转变温度)降低;然而,当黏合剂Mr过高时,推进剂复合体系中易出现分层现象。     

固体含能材料与液体推进剂复合工艺概述

简述了液体火箭发动机难以仅通过优化其结构设计来进一步提高其比冲性能的现状,指出较经济且有效地提高比冲的方法是以现有液体火箭发动机为载体,向常规液体推进剂中添加含能材料,研制高能复合液体推进剂,提高比冲并改善其综合性能。通常添加的含能材料包括固体和液体。主要介绍固体含能材料与液体推进剂的复合工艺,并对不同复合工艺的适用范围进行分析和对比。     

复合固体推进剂热分解特性对其断裂性能的影响

研究了ＡＰ／ＨＴＰＢ复合固体推进剂热分解性能对贮存老化期间增长断裂能初始变化率的影响。试验表明，这种变化率与推进剂的起始分解温度、高温分解峰温以及高低温分解活化能成反比，与高低温分解反应速度常数成正比。这些相应关系的线性回归精度均在０．９８以上。     

二硝基胍在固体推进剂中的能量性能分析

为考察新型含能化合物二硝基胍(DNGu)对固体推进剂能量性能的影响,采用能星5.0版程序,模拟计算了DNGu替换CMDB(复合改性双基)、HTPB(端羟基聚丁二烯)推进剂中的AP(高氯酸铵),替换NEPE(硝酸酯增塑剂聚醚)、GAP(聚叠氮缩水甘油醚)推进剂中的主氧化剂AP和次级氧化剂HMX(环四亚甲基四硝胺)后体系的能量效果。结果显示:DNGu单质推进剂平衡流比冲比ADN(二硝酰胺铵)、AP要高得多;DNGu对4种推进剂配方体系能量贡献均优于AP,如果设计合适的配方体系,DNGu对CMDB推进剂能量贡献超越ADN;DNGu作为GAP推进剂中主氧化剂时,能量水平高于AP,作为次级氧化剂时,能量水平低于HMX;DNGu作为NEPE推进剂主氧化剂时,理论比冲存在最大值,替换HMX作为次级氧化剂时,理论比冲降低。     

复合固体推进剂老化研究

针对复合固体推进剂的老化问题,探讨了复合固体推进剂老化的主要因素;从复合固体推进剂组分的影响、环境湿度、储存温度等方面分析了其影响复合固体推进剂老化的机理;综述了复合固体推进剂贮存寿命的几种预估方法:力学性能法、阿累尼乌斯方程式法、凝胶含量法、傅里叶红外光谱法和动态粘弹法,并对这些研究方法的内容和结果可信度进行了分析。最后对复合固体推进剂老化研究的发展趋势进行了展望。     

复合推进剂老化研究的若干问题

针对复合推进剂老化研究的若干问题作了简要的概述，并在此基础上提出了建议。主要涉及以下三个方面：（1）拓宽复合推进剂防老化措施的领域；（2）增强防老剂的作用效果；（3）开展推进剂老化贮存寿命预估方法的研究等。     

固体推进剂用含能胶粘剂的研究进展

介绍了含能胶粘剂的改性机制,特别综述了叠氮[聚叠氮缩水甘油醚、3,3-双(叠氮甲基)氧丁环以及3-叠氮甲基-3-甲基氧丁环均聚物等]胶粘剂、硝酸酯类(聚缩水甘油硝酸酯、聚缩水甘油醚硝酸酯等)胶粘剂以及其他含能胶粘剂的优缺点和应用范围。最后展望了含能胶粘剂的未来发展方向。     

钝感推进剂配方研究及发展趋势

从钝感黏合剂、钝感增塑剂、钝感高能填料以及新型复合材料等方面综述了国内外钝感固体推进剂配方及钝感方法进展。结果表明,HTPE黏合剂、BDNPF/A增塑剂、FOX-7高能填料以及HMX-TATB核-壳微粒等均可有效降低推进剂感度。今后钝感推进剂的重点研究方向主要为推进剂钝感机理、钝感推进剂能量与感度关系、钝感材料的匹配技术以及影响感度的综合因素等。     

绿色固体推进剂的研究现状及展望

综述了无铅双基系推进剂、可再生TPE推进剂和绿色复合推进剂的研制现状,总结了各类绿色推进剂的特点和发展过程中的技术难题,指出了绿色推进剂的一些技术发展方向,如非铅催化剂的纳米化技术、高效负载技术和复合技术,含能热塑性弹性体的合成及应用技术,硝仿肼(HNF)提纯技术以及新型高能氧化剂合成技术等.     

PGN——高能量密度固体推进剂含能组分

综述了聚缩水甘油醚硝酸酯(PGN)的性能、合成方法及应用研究。PGN是一种高密度、富氧的低感度含能黏合剂,兼有黏合剂和增塑剂作用,可用于大型运载火箭洁净推进剂、少烟推进剂及钝感PBX炸药。     

复合改性双基推进剂燃烧性能研究

采用近距摄影、扫描电镜、电子能谱、X-射线衍射等多种技术,对CMDB（复合改性双基）、Al-CMDB、Mg／Al-CMDB推进剂燃速和火焰结构进行了研究。结果表明,在CMDB推进剂中添加A1、Mg／A1等金属燃料,改变了火焰结构;Mg／Al合金可提高金属燃料Al粉的燃烧效率。     

高能固体推进剂层间界面结构的XPS研究

采用X射线光电子能谱（XPS）中先进的线扫描技术分析表征了某含聚氨酯（PU）涂层的高能固体推进剂在不同层间界面上的元素组成分布和含量变化。结果表明,随线扫描点从推进剂向PU涂层推进,元素Si含量呈上下波动趋势,Cl和Pb含量逐渐下降,且存在一定程度的组分迁移。元素过渡点C1s、N1s峰的分峰拟合得出推进剂和聚氨酯涂层的2种不同组分中C1s、N1s特征峰各自不同的结合能,从而可定性区分推进剂组成随扫描点的变化情况。     

固体推进剂用含能胶黏剂研究进展

提高能量始终是固体推进剂研制发展过程中一直追求的主要目标,不断研究发展含能材料的新概念、新技术,研究合成新型含能材料并投入使用,是含能材料技术发展的重点。综述了缩水甘油叠氮聚合物GAP、氧丁环聚合物PNIMMO和硝酸酯缩水甘油醚聚合物PGLYN等三种具有发展前途的含能胶黏剂。讨论了包括聚乙烯醇硝酸酯、聚多硝基苯撑、硝胺聚醚和N—N环氧聚合物等的其它含能胶黏剂。认为在固体推进剂中使用含能胶黏剂是提高推进剂能量的有效方法。     

复合固体推进剂松弛模量的获取方法

采用传统方法、Joonas方法以及基于Prony级数的数据拟合法分别研究了HTPB复合固体推进剂的松弛模量,并以Prony级数形式表示.利用线黏弹性理论,得到哑铃型试件应力松弛实验和等速率拉伸实验的应力响应理论值,并与实验结果进行对比.结果表明,传统方法由于忽视了应变加载阶段,弹性模量小于实验值,Joonas方法需要计...     

从复合固体推进剂中浸取高氯酸铵的动力学过程

为了探索以水为介质从复合固体推进剂中浸取高氯酸铵(AP)的动力学过程,分析了AP在水中的浸取过程,比较了不同浸取温度和试样厚度条件下AP的浸取平衡分离常数及其回收率,用SEM观察了浸取后的推进剂试样内部结构.结果表明,浸取速率常数随温度提高和推进剂试样厚度的减小而增大.浸取温度及试样厚度一定时,速率常数是定值,浸取速率...